JPH03200270A - 導電性の樹脂製軸受け部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 の１ 本発明は、導電性の樹脂製軸受は部材に関し、特に電子
写真方式を利用した画像形成装置の現像装置や定着装置
での軸受けに使用するのに好適な導電性の樹脂製軸受は
部材に関する。

１＆立且Ｉ 電子写真方式を利用した画像形成装置が知られている。

第８図に、その一般的な画像形成装置の断面図を示す。

第８図において、１は感光体ドラムで、感光体ドラムｌ
は、導電性のドラム上にｏＰｃやアモルファスシリコン
の感光層を設けてなっている。

感光体ドラム１は、−広帯電器２によって表面を一様均
一に帯電したのち、レーザーやＬＥＤの光学系３で表面
に像露光を行ない、表面に静電潜像が形成される。この
静電潜像は現像器４によって現像され、現像器４の現像
スリーブ２４と感光体ドラムｌとの間に現像バイアスを
印加して、現像スリーブ２４に担持されたトナーを静電
潜像に付着させることにより現像して、静電潜像がトナ
ー像として可視化される。

感光体ドラム１上に形成されたトナー像は、紙カセット
１４がら供給される転写紙１５上に転写される。転写紙
１５は、給紙ローラ１３によって紙カセット１４から１
枚づつ取り出され、紙ガイド９を通った後、レジスター
ローラ１ｏ、１１によって感光体ドラムｌ上のトナー像
と同期するようにして送り出され、上下のガイド８ａ、
８ｂを経て、感光体ドラム１と転写ローラ５との間に送
り込まれる。転写ローラ５は転写紙１５の背面から電圧
を加えることにより、転写紙１５上に感光体ドラム１上
のトナー像を転写させる。

転写紙１５上に転写されたトナー像は、紙ガイド１２を
経て定着装置７へと導かれ、そこでトナー像を圧熱する
ことにより転写紙１５上に定着して、固定する。トナー
像を定着した転写紙１５は、画像形成装置の本体１７外
のトレイ１６に排出される。一方、転写が終了した感光
体ドラムｌは、その表面上に残留したトナーや紙粉をク
リーナ６によって除去し、次の画像形成に備える。

が　　しようとする 上記のような電子写真方式を利用した画像形成装置では
、レジスターローラ１０　、　　ｌ　１　、　給紙ロー
ラ１３といった各種の搬送ローラが使用されており、こ
れらの搬送ローラの表面には転写紙１５に対する搬送力
を持たせるために、各種のゴムが巻装されている。この
ため転写紙１５との摩擦により徐々に摩擦電荷が蓄積し
て、これらローラの周囲に位置する導体部材と放電を生
じ、放電によるノイズが画像形成装置の制御回路や周辺
の電子機器に伝播して、誤動作を引き起こしている。

そこで、これら搬送ローラの軸に板バネを押し付けて接
地したり、軸受けを導電性にする等の方法が取られてい
るが、長期間使用すると、板バネや軸受けのローラの軸
との接触面の酸化や摩擦によって、板バネや軸受けのロ
ーラの軸との摺動性の低下や軸受けの導通不良を生じて
いた。

また定着装置７の定着ローラや加圧ローラは、摩擦によ
り表面が帯電すると、定着前の転写紙１５上の未定着の
トナー像に静電気力を作用させて、トナー像からトナー
をｍｂさせたり、トナー像をにじんだ画像にさせてしま
う悪影響を生じる。更に静電気力によってこれら定着ロ
ーラ等にトナーが付着すると、トナー像の定着にオフセ
ットが生じてしまう問題もある。そこで、これら定着ロ
ーラ等の軸受けも導電性化することが試みられているが
、定着時の熱と圧力が加わるために、長期に亘って軸受
けに良好な摺動性と導通性を得ることは困難であった。

更に現像スリーブ２４、感光体ドラム１、転写ローラ５
の場合は、軸受けの接地または給電が行なわれるが、給
電する場合には軸受けの抵抗値を上記したローラの場合
と比べて著しく低（しておかないと、軸受けの給電部分
での抵抗による電圧降下が生じてしまい、所定の電圧を
印加できなくなってしまう。その結果、画像の現像が行
なわれなかったり、転写が行なわれなかったりする問題
が生じている。

従って本発明の目的は、給紙ローラ等の搬送ローラの軸
を受ける軸受けの摺動性の低下や導通不良をなくして、
これら搬送ローラの帯電によるノイズ防止を良好に行な
うことを可能とし、また定着ローラや加圧ローラの軸を
受ける軸受けの摺動性の低下や導通不良をな（して、こ
れら定着ローラ等の帯電による画像不良等を防止するこ
とを可能とし、更に現像スリーブや感光体ドラム、転写
ローラの軸を受ける軸受けの給電部分での電圧降下をな
くして、画像の現像不能や転写不能が発生するのを防止
することを可能とした軸受は部材を提供することである
。

を　　　るための 上記目的は本発明に係る導電性の樹脂製軸受は部材にて
達成される。要約すれば本発明は、耐熱性および耐摩耗
性を有する樹脂中に、立体構造を有する導電性ウィスカ
ーを添加して、軸受は部材に成形したことを特徴とする
導電性の樹脂製軸受は部材である。本発明の一態様によ
れば、前記軸受は部材が軸受けとされ、他の一態様によ
れば、前記軸受は部材が軸上に固定したブツシュおよび
それを受ける軸受けとされる。

東」１例 以下、本発明の実施例について詳細に説明する。

第１図は、本発明の一実施例に係る導電性の樹脂製軸受
は部材を設けたローラの軸受は部を示すを示す斜視図で
ある。

第１図に示す１８は給紙ローラやレジスタローラ等の搬
送ローラで、ローラ１８は芯金状の軸１９の周囲にゴム
等の弾性体２１を巻装してなっている。弾性体２１は転
写紙との摩擦による帯電を減らすために、界面活性剤、
カーボンブラック、金属粉等を混在させることによって
低抵抗としである。

本発明によれば、ローラ１８の軸１９を受ける軸受け２
０は、後述するようにして導電性を持たせた樹脂で形成
されている。軸受け２０はビス２２で画像形成装置本体
の金属枠体（図示せず）に固定することにより接地され
る。

軸受け２０の樹脂材料としでは、ポリアセタール、ポリ
アクリルレート、ポリブチレン、ポリフェニレンスルフ
ィド、ポリプロピレン等の樹脂が挙げられる。本発明で
は、これらの樹脂中に立体構造を有する導電性ウィスカ
ーを分散して、樹脂を導電性にして使用し、軸受け２０
を形成する。

立体構造を有する導電性ウィスカーとしては、−例とし
て松下産業機器（株）より発表されているテトラポット
状のＺｎＯウィスカーがある。第２図に示すように、こ
のテトラポット状のＺｎＯウィスカー３２は、従来のウ
ィスカーが２次元構造であるのに対し、略同じ長さの足
３２ａを４本持つ立体構造をしている。

このテトラポット状状のＺｎＯウィスカー３２は、強度
、耐熱性、導電性、熱伝導性に優れた物性を有し、特に
他のセラミックや金属ウィスカーにない立体構造を持っ
ており、成形物の異方性を緩和する作用や効果的な導電
パス形成作用が知られている。

テトラポット状のＺｎＯウィスカーの性状は、以下の通
りである。

化学式：　ＺｎＯ 形状：テトラポット状 比重；５．８ 嵩比重；０．１ 昇華点：１７２０℃ 繊維の太さ二０．５〜３μｍ 体積固有抵抗ニアΩＣｍ 熱膨張率：４Ｘ１０−’℃−１ ウィスカー３２の足３２ａの長さβとしては、用途に応
じ１〜１００μｍの範囲で選択できるが、本実施例では
、ウィスカー３２として足３２ａの長さが５μｍのもの
を用いた。

樹脂としてポリアセタールを用い、これにテトラポット
状のＺｎＯウィスカーを添加した場合の樹脂の抵抗値変
化を、カーボン単結晶繊維およびカーボンブラックを添
加した場合と併せて第３図に示す。

第３図に示されるように、ＺｎＯウィスカーを使用した
場合は、少量の添加で樹脂のポリアセクールの抵抗値を
下げることができる。従って樹脂の強度や摩擦特性に悪
影響を与えることな（、樹脂に導電性を得ることができ
る。これに対し、カーボンブラックやカーボン単結晶繊
維を使用しても樹脂の抵抗値を下げることはできるが、
そのために多量に添加することを要しており、樹脂の強
度や特性に悪影響が生じてしまう。

具体的には、電子写真方式を利用した画像形成装置で使
用する給紙ローラやレジスタローラ等の搬送ローラは、
抵抗値が低すぎてもよくなく、低抵抗すぎると転写工程
における電流が転写紙を通って漏れてしまい、トナー像
の転写ヌケの原因となる。前述のように、ローラが抵抗
を持っている場合は、抵抗値ｌＯ０〜１０３ΩＣｍの樹
脂製軸受けが転写ヌケ防止およびローラの帯電防止の双
方によい。しかし、金属製ローラのような場合は、上記
と同じ抵抗値１０°〜１０３Ωｃｍの樹脂製軸受けを用
いたのでは、転写ヌケが生じる。

金属製ローラには、１０’〜１０’Ｑｃｍの抵抗を有す
る樹脂製軸受けを用いれば、転写ヌケの発生を防止でき
、ローラの帯電防止もできる。第３図によれば、樹脂が
アセタールの場合１０４〜１０６Ωｃｍの抵抗値を得る
には、ＺｎＯウィスカーを２６〜４０重量部の範囲で添
加すればよいことが判る。

３次元立体構造を有するテトラポット状のＺｎＯウィス
カーを樹脂中に添加すると、第４図に示すように、樹脂
中でウィスカー３２の足３２ａが互に接触し易く、この
ため樹脂中に電荷の流れるバスを形成して樹脂に導電性
を持たせることができる。更にウィスカー３２は、樹脂
中において袖強材として働き、樹脂の耐摩耗性を向上さ
せる。

本発明者の試験によれば、ポリアセタールだけからなる
通常の軸受けの場合、ｌ　Ｏｋ　ｇ　／　ｃ　ｍ　”の
圧力で直径１０ｍｍのステンレス棒と摺擦させると、１
０万回転あたり軸受けが１００μｍも削れてステンレス
棒のガタ付きが大きくなったが、ＺｎＯウィスカーを１
５重量部添加したものでは、１０万回転あたり軸受けが
２０μｍしか摩耗せず、５倍に近い耐久性があることが
判った。

第５図は、本発明の他の実施例に係る導電性の樹脂製軸
受は部材を設けた現像スリーブの軸受は部および現像容
器を示す斜視図である。本実施例では、軸受けに給電が
行なわれる場合について示す。

通常、この種の現像スリーブ２４は非磁性金属のバイブ
材が使用され、内部に磁石（図示せず）が配置される。

スリーブ２４は端部軸受は部２４ａの箇所が、図に示す
ように絞られている。

端部軸受は部２４ａ上にはブツシュ２７が固定され、そ
の内側よりにはスリーブ２４と感光体ドラムとの間隙を
一定に保つための突き当てコロ２６が設けられている。

現像スリーブ２４は、ブツシュ２７上に通した軸受け２
９を介して、現像器の現像容器３１内に装着される。

本実施例によれば、ブツシュ２７および軸受け２９は、
３次元立体構造を有するテトラポット状のＺｎＯウィス
カーを添加した樹脂で形成される。基材となる樹脂は、
先の実施例のときと同様に、ポリアセクール、ポリアク
リレート、ポリブチレン等が使用される。更に軸受け２
９には電極板３０が接触され、画像形成装置本体内の高
圧電源（図示せず）より給電される。

従来は、軸受けに給電するために板バネを接触しており
、摺動させていたため、長時間使用すると接点が酸化し
て導通がな（なり、このため現像が行なわれな（なった
り、接点でノイズが発生して画像形成装置の制御回路や
周辺の電気機器に誤動作を発生している。

本実施例のように、３次元立体構造を有するテトラポッ
ト状のＺｎＯウィスカーを添加した樹脂でブツシュ２７
と軸受け２９とを形成することにより、ブツシュ２７と
軸受け２９とを耐摩耗性、導通性に優れたものにでき、
長期に亘って安定した通電性能を得ることができた。

特に従来は樹脂部材同士を摺動させることは、摩擦が太
き（なり好ましくなかったが、本実施例では、第６図に
示すように、２つの樹脂部材のブツシュ２７、軸受け２
９同士の摺動界面において、ＺｎＯウィスカ−３２同士
の足３２ａが接触して導通が得られると共に、摺動によ
り削れた樹脂３３が摺動界面でコロの働きをしてそれ以
降の摩耗を防ぐので、摩擦力が大きくなることもなく、
摩耗が進むこともなく、顕著な効果を示した。

第７図は、本発明の更に他の実施例に係る導電性の樹脂
製軸受は部材を設けたローラの軸受は部を示す斜視図で
ある。本実施例では、定着装置の定着ローラの軸受けお
よび加圧ローラの軸受けに適用した場合を示す。

定着ローラ３６は、金属のバイブ材を芯金としてその上
にＰＦＡ、ＰＴＦＥといった耐熱離型性樹脂を、その端
部３８の箇所を除いて全面に被覆してなっている。定着
ローラ３６の端部３８は、側板４４に設けられた軸受け
４０によって支持される。

加圧ローラ３７は芯金状の軸３９上にシリコーンゴムや
フッ素ゴムを巻装してなっている。加圧ローラ３７の軸
３９は軸受け４１によって支持される。軸受け４１は、
支点４５の周囲に巻装した板材４２と板材４２を下方か
ら受けた加圧バネ４３とによって、定着ローラ３６の方
向へ押し上げられている。

本実施例によれば、軸受け４０および４１は、ポリアミ
ド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリアミドビスマ
レイミド、ポリブチレンテレフタレート等の耐熱性、耐
摩耗性の良好な樹脂中に、３次元立体構造を有するテト
ラポット状のＺｎＯウィスカーを添加して導電性を持た
せ、これを使用して形成される。ウィスカーを添加した
樹脂の抵抗値は、１０６０ｃｍ以下であればよい。

定着ローラ３６の芯金や加圧ローラ３７の軸３９に電圧
を加える場合には、第５図を参照して説明した実施例の
ときのように、ＺｎＯウィスカーにより導電性を持たせ
た樹脂製のブツシュ２７と軸受け２９と同様な組合せに
した方が、ノイズ防止、導通不良防止の観点から好まし
い。

１豆立力ｊ 以上説明したように、本発明では、耐熱性および耐摩耗
性を有する樹脂中に、立体構造を有する導電性ウィスカ
ーを添加して、これを用いて軸受けまたは軸受けとブシ
ュとを形成しているので、これを適用することによって
、給紙ローラ等の搬送ローラの軸を受ける軸受けの摺動
性の低下や導通不良をな（して、これら搬送ローラの帯
電によるノイズ防止を良好に行なうことができ、また同
様に定着ローラや加圧ローラの軸を受ける軸受けの摺動
性の低下や導通不良をなくして、これら定着ローラ等の
帯電による画像不良等を防止することができ、更に現像
スリーブや感光体ドラム、転写ローラの軸を受ける軸受
けの給電部分での電圧降下をなくして、画像の現像不能
や転写不能が発生するのを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る導電性の樹脂製軸受
は部材を設けたローラの軸受は部を示す斜視図である。 第２図は、第１図の軸受けの樹脂中に立体構造を有する
導電性ウィスカーとして添加したテトラポット状のＺｎ
Ｏウィスカーを示す正面図である。 第３図は、第１図の軸受けに使用した樹脂のＺｎＯウィ
スカーの添加量による抵抗値変化を示すグラフである。 第４図は、第２図のＺｎＯウィスカー同士が樹脂中で接
触しているところを示す説明図である。 １８：搬送ローラ ２０．２１．４ｏ、４１：軸受け ２４：現像スリーブ ２７：プッシュ ３２：ＺｎＯウィスカー ３６：定着ローラ ３７：加圧ローラ 第５図は、本発明の他の実施例に係る導電性の樹脂製軸
受は部材を設けた現像スリーブの軸受は部および現像容
器を示す斜視図である。 第６図は、第５図の軸受は部材を構成するブツシュと軸
受けとの界面の様子を示す説明図である。 第７図は、本発明の更に他の実施例に係る導電性の樹脂
製軸受は部材を設けたローラの軸受は部を示す斜視図で
ある。 第８図は、電子写真方式を利用した画像形成装置の一般
的な例を示す断面図を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）耐熱性および耐摩耗性を有する樹脂中に、立体構造
   を有する導電性ウィスカーを添加して、軸受け部材に成
   形したことを特徴とする導電性の樹脂製軸受け部材。 ２）前記軸受け部材が軸受けである請求項１記載の導電
   性の樹脂製軸受け部材。 ３）前記軸受け部材が軸上に固定したブッシュおよびそ
   れを受ける軸受けである請求項１記載の導電性の樹脂製
   軸受け部材。